Biomateriales porosos de hidroxiapatito y compuestos de ha/tcp/colágeno para regeneración óseaobtención, caracterización y estudios experimentales in vivo

Résumé

Este trabajo de investigación para Tesis Doctoral fue realizado mediante el compendio de tres artículos: En base al diagrama de equilibrio de fases P2O5-CaO, se obtuvo un material sintético poroso monofásico de hidroxiapatita (HA) que se preparó en tres formas (amorfo, de baja cristalinidado y de alta cristalinidad). El HA es un material altamente utilizado en clínica y se ha utilizado como material de referencia frente a los materiales compuestos de HA también desarrollados en la presente Tesis Doctoral. Los materiales compuestos de HA fueron mezclas de éste con fosfato tricalcico (TCP) y colágeno en las proporciones 40/30/30 a 50/20/30 y 60/20/20 (en % en peso) y con distinta granulometria: Grupo I (2000 hasta 4000 micras), Grupo II (1000-2000 micras ) y Grupo III (600-1000 m). Todos los materiales han sido sintetizados en el laboratorio y caracterizados desde el punto de vista, Gisico, quimico, mecánico y mineralogico. Una vez caracterizados se ha procedido a estudiar su potencial osteoinductivo en un modelo animal de conejos de Nueva Zelanda mediante estudios histológicos e histomorfométrico en diversas etapas de tiempo después de su implantación. Los resultados ponen de maniGiesto que dependiendo del grado de cristalinidad, porosidad y granulometría, el material de referencia compuesto por HA, se ha comportado in vivo de diferente forma. Así el material de HA con mayor porosidad, baja cristalinidad y baja granulometría es el que presenta menor estabilidad y la mayor tasa de reabsorción. La porosidad e interconectividad de poros ha sido necesaria para la difusión de nutrientes y gases hacia el interior del material y la eliminación de los residuos metabólicos de las células que han colonizado el implante hacia el exterior. Sin embargo, la porosidad inGluye negativamente sobre la resistencia mecánica del material, de modo que hay que alcanzar un compromiso adecuado para cada aplicación clínica concreta. En cuanto a los materiales compuestos de HA, todos ellos presentan una morfología micro porosa en forma de agregados de nanoparticulas. Dependiendo de sus características Gísicas el comportamiento in vivo, al igual que ha pasado el material de referencia, ha sido distinto. El análisis histomorfométrico que el Grupo A mostró un mayor BIC (%) a los 15, 30, y 60 días (43.12 ± 0,14; 52,49 ± 1.08 y 67.23 ± 0.34) que el Grupo B (38.84 ± 1.32; 47.64 ± 1,21 y 54,87 ± 0,32), seguido por el Grupo C (28,92 ± 2,41; 35,94 ± 1,92 y 48,53 ± 0,31). El análisis por SEM mostró que el grupo III presentó numerosas regiones de resorción, mientras que el grupo II presentó un índice de resorción intermedio con respecto a los otros dos grupos de estudio. El grupo I mostró las características de superGicie más lisas, en comparación con los otros dos grupos. Así mismo, la presencia del colágeno en los biomateriales estudiados consiguió elevar la bioactividad de éstos en comparación con los materiales con menor proporción de colágeno y sobre todo en comparación con el material de referencia sin presencia alguna de colágeno. Como conclusión general de los trabajos realizados en la presente Tesis Doctoral se puede aGirmar que los datos de este estudio muestran que cambiando el tamaño, la porosidad y la cristalinidad de un material de sustitución ósea basado en HA se puede inGluir en la integración de los biomateriales en el sitio de implantación y la nueva formación de hueso. Con lo que podemos diseñar biomateriales a la carta dependiendo del tipo de patología a tratar.